高中化学工艺流程专题复习

说明：

1.本专题为原创专题对工艺流程相关知识进行了系统的归纳

2.本专题包括：

(1)常见的工艺手段、操作名称和目的知识归纳

(2)化工生产工艺流程解题策略

3.本专题配有答案

4.本专题共有13页

高中化学工艺流程专题复习

第一部分：常见的工艺手段、操作名称和目的知识归纳

-＞设备：注意设备的.

如：_______________________________________________________

二、工艺流程

(一)、原料处理阶段：

处理类型有：

L粉碎固体：目的是增大,使固体充分或加快反应

注：常考提高浸出率的方法：_______________________________

2.溶解原料：_溶、溶、溶或有机溶剂等进行溶解、富集；

如：_______________________________________________________

3.灼烧、焙烧：

仪器选择：酒精灯、三脚架、、珀竭钳，如从海带中提碘；

4.煨烧原料：可以改变结构，使一些物质能溶解，并使一些杂质高温下氧化、分解。如碳

酸钙分解，煨烧高岭土等；

5.其他：

(1)研磨或剪碎、榨汁、

(2)表面处理：如金属表面的氧化物用浸洗

(3)除去金属表面的油污等：用浸洗

(二)、分离提纯阶段：理清原料和产品的关系一“多的要除、少的要加”■*不清楚的跳过

I.提纯的方法有:

I

1.氧化除杂：如除去Cu"中的Fe?+

(1)氧化：用氧化剂将Fe"氧化成+以便后期处理。

(2)调节pH除杂：控制溶液的酸碱性使Fe?+离子形成氢氧化物沉淀,。加入的物质常

为：，但尽量不引入杂质。

2.试剂除杂：加试剂直接反应除去杂质如：粗盐的提纯

3.萃取、分液除杂：如从海水中提取澳和碘单质，利用漠和碘单质易溶于有机溶剂

(1)澳和碘单质的颜色:

类型澳单质碘单质

水

有机溶剂

(2)使用到的仪器:

4.过滤除杂：

使用到的仪器：___________________________________________________________

5.蒸储除杂：

(1)使用范围：_________________________________

(2)使用到的仪器：__________________________________________________________

(3)常见类型：_______________________________________________________________

II.常见题型或知识点考查：

1.加热的目的：加快化学或促进____________________笠。

2.降温反应的目的：防止某物质在高温时会如有压。2参与的反应；或一

;或为使化学平衡向着，如有H202参与的反应。

3.电解：注意：有新信息按新信息写，无新信息按教材知识写

4.氧化还原反应的考查：书写氧化还原反应时，找准

，注意环境的、反应的条件、符号，然后配平方程式。

2

（三）、获得产品阶段流程：结晶f过滤f洗涤一干燥

（1）结晶方法

①蒸发结晶：一般适用于溶质且该物质热稳定性—（不会热分解）的结晶

析出，如从食盐水中得到氯化钠晶体。

要注意有金属离子易水解，控制条件或气体氛围，目的是：抑制其o

如MgCL溶液制无水MgCk

②蒸发浓缩、冷却结晶：目的主要是让溶解度随温度变化的溶质析出，多用

于、的盐类（如钱盐、硝酸盐）的结晶析出。这种题往往是

用图像表示溶解度与温度关系。

③蒸发结晶、趁热过滤：目的是让溶解度随温度变化的溶质析出，防止某物

质降温时会,如除去氯化钠溶液中o趁热过滤需用到漏斗

或用热毛巾捂住普通漏斗外壁，以防因温度下降而析出杂质。

（2）洗涤：洗涤剂选择（如冰水洗、乙醇洗等）；

①目的：洗去晶体表面的；

②洗涤沉淀的操作：往漏斗中加蒸储水至浸没沉淀，待水自然流下后，重复以上操作

2-3次。

③洗涤类型：

a.水洗

b.冷水洗或乙醇洗:________________________________________________

c.水洗后乙醇洗的目的:________________________________________________

④检验晶体表面洗净检验方法（实质上检验晶体表面一些可溶性杂质离子）：

a.取最后一次洗涤液少许于试管中，加入XXX试剂，观察到XXX现象，则沉淀已洗涤

干净

b.类型：___________________________________________________________________

（4）干燥：干燥的方法有_______________________________________________________

第一部分：常见的工艺手段、操作名称和目的答案：

一、腐蚀、有酸性物质生成会腐蚀设备

3

二、(一)

1.增大接触面积、反应、速率增大接触面积、升温、增大溶液的浓度、搅拌等

2.酸、碱溶、水

SiftCFeA):加稀硫酸可溶解除去FeQFezG(Sift):加强碱可溶解除去SiG

Sia(NaCl):加水可溶解除去NaCl

3.泥三角、地埸

5.(2)酸(3)纯碱溶液

(二)、

I.1.(1)Fe"(2)难溶的碱、难溶的碳酸盐、难溶的氧化物、难溶的弱碱

2.(1)

类型浪单质碘单质

水橙黄黄褐色

有机溶剂橙红紫红色

(2)铁架台、小烧杯、分液漏斗、玻璃棒

4.铁架台、小烧杯、漏斗、玻璃棒

5.蒸储除杂：

(1)混溶的两种或多种液体

(2)铁架台、酒精灯、石棉网、蒸储烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶

(3)苯与碘单质、石油的分馆

II.1.化学反应速率、平衡向某方向移动

2.防止物质分解、减少物质挥发；某方向移动

4.氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物，酸碱性

(三)、(1)①蒸发结晶：单一、好、酸性、酸性、水解

②大、多溶质、不稳定

③小、析出、KNOa、热滤

(2)①杂质

③b降低溶解度，减少产品的损失

4

C除水便于干燥

@b.CL:(HNO3>AgNOs)SO『(HC1、BaCL)Fe"(硫氟化钾)

(4)自然干燥、热干燥

第二部分化工生产工艺流程解题策略

【考纲要求】能够敏捷、准确地获取试题所给的相关信息，并与已有知识整合，在分析评

价的基础上应用新信息的能力。能将与化学相关的实际问题分解，综合运用相关知识和科

学思维方法，解决生产、生活实际和科学研究中的简单化学问题的能力。

【复习目标】1、了解化工工艺流程题的构成特点

2、掌握化工工艺流程题的解题策略

3、会用此策略解决化工工艺流程题的大多数问题

【复习重点】化工工艺流程题的解题策略

【复习难点】化工工艺流程题的解题策略——读题干

【典型例题】

例.锌钢白是BaSO,和ZnS的混合物，ZnS难溶于水。四川某化工厂用重晶石为原料制备锌

铁白，生产过程中会产生大量的废气(主要成分为COz、CO及少量SO2和硫蒸气等)。为防

止污染空气并提高原料利用率，生产中采用下述工艺流程：

请根据上述流程回答下列问题：

(1)重晶石的化学式为,锌银白可用于调制____________色和浅色油漆。

(2)处理过程(a)的步骤为①_________；②洗涤；③o

(3)设备1是冷却分离塔，若设备1前面的导气管过长、过窄，可能使导气管堵塞，其原

因是O

(4)设备2中所用的洗涤剂是NaOH溶液，则Y的化学式为。写出设备2中发生反

应的离子方程式：,

5

答案：(1)BaS04白色

(2)过滤、干燥

(3)硫单质冷凝为固体阻塞导气管

(4)CO提示：NaOH分别与C02反应S02

一、题目构成特点：

1、内容来源：真实的工业生产过程，内容丰富，提问灵活。

2、题目结构：分题头、题干和题尾三部分。

3、呈现形式：流程图、表格、图像。

4、能力考查：获取信息的能力、分解问题的能力、表达能力。

5、知识落点：基本理论、元素化合物、实验、绿色化学

二、解题策略

1.读题头：明确目的，勾画有用信息

2.读题干：分析过程，标注有用信息

(1)找出主线-理清原料和产品的关系一“多的要除、少的要加”一不清楚的跳过

(2)了解分支一可能考察副产品的相关知识

(3)关注循环一原料的充分利用和减小对环境的污染

小结：主线主产品，分支副产品，回头为循环

关键点I：流程中一切反应或操作都是为获得产品而服务

关键点II：我们提取、分析的信息都是为后面的问题服务

3.读题尾：整合信息，规范答题

(1)先完成题干无关的简单问题

(2)再结合相关问题进一步理解题干知识，以便准确回答问题

(3)仔细审题，根据题目要求规范答题，提高准确率

巩固练习：

1、自2010年8月7日，甘肃省舟曲县发生特大泥石流后，各地的救援物资远远不断运往

灾区。地方捐助的一种国家准字号补铁补血用药一一复方硫酸亚铁叶酸片，其主要成分是

绿帆——硫酸亚铁晶体(FeSO4•7H2O)。

I、某校课外活动小组为测定该补血剂中铁元素的含量设计实验步骤如下：

10

片力口1mol/L

补研细H2sO,溶液过滤

血

剂

请回答下列问题：

(1)步骤②中加入过量HzOz的目的是___________________________________

6

（2）步骤③中反应的离子方程式为.

（3）步骤④中一系列处理的操作步骤是：过滤、、灼烧、、称

量。

（4）若实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为g（用含a的代数式表示）。

（5）该小组有些同学认为用KMnO,溶液滴定也能进行铁元素含量的测定

2++3+2+

（5Fe+MnO；+8H=5Fe+Mn+4H20）o

某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是（夹持部分略去）（填字母序

号）。

9试样

二

4•八△

样

试9

b

n、灾难过后，灾区的饮用水变得非常的浑浊，不能饮用。其中处理的方法有很多：

（1）可以用适量绿桃和氯气一起作用于污染的自来水，而起到较好的净水效果；理由是

（用离子方程式表示）,，

（2）在使用过程中发现绿帆和氯气的混合使酸性废水中的悬浮物处理效果较差，其原因

是O

答案：I、（1）将溶液中Fe"完全转化为Fe计（2分）

3+

（2）Fe+30H"=Fe（OH）31或Fe计+3NHs•H20=Fe（OH）31+3NH^（2分）

（3）洗涤冷却（4分）

（4）0.07a（2分）

（5）b（2分）

+

II,（1）Cl2+H20^=iH+Cr+HC10（2分）

Cb+2Fe"=2Fe"+2Cl-（2分）

3++

Fe+3H2O^iFe（OH）3（胶体）+3H（2分）

（2）因酸性废液中，将会Fe计抑制的水解，无法得到Fe（0H”胶体，故不能够吸附悬物（2

分）

2.（2016•西安模拟）辉铜矿主要成分为Cu2S,软铳矿主要成分为Mn02＞它们都含有少量

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SiOz、Fe/h等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸镒和碱式碳酸铜的主要工艺流程

如下：

NH」HCO；

和氨水的

CU2(OH)2CO:5

MnCQ,-*-----MnSO.)•HQ

已知：①MnOz能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；

②[Cu(NH3)JSO,常温稳定，在热水中会分解生成阳3；

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度

为1.0mol,厂,计算)：

开始沉淀的pH沉淀完全的pH

Fe3+LI3.2

Mn2+8.39.8

Cu2+4.46.4

(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有

_____________________________________________________________________(任写一点)o

(2)调节浸出液pH的范围为,

其目的是o

⑶本工艺中可循环使用的物质是(写化学

式)。

(4)在该工艺的“加热驱氨”环节，若加热的温度过低或过高，都将造成的结果是

(5)碳酸镒在一定条件下可得硫酸铳溶液，试根据如下曲线图示，现由硫酸镒溶液制备

MnS04•H20的实验方案为。

/

/

Mn5>Ot-5H2O

MriSO,

(6)用标准BaCL溶液测定样品中MnS04•H20质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过

8

程中产生的误差可忽略），其可能原因是（任写一

种）。

答案（1）粉碎矿石（或适当升高温度或搅拌）

（2）3.2WpH<4.4使Fe?+转化为Fe（0H）3沉淀而除去

（3）NH3

（4）碱式碳酸铜产量减少

（5）蒸发、结晶温度大于40-C,趁热过滤，用酒精洗涤，最后低温干燥

（6）混有硫酸盐杂质或部分晶体失去结晶水

3.二氯化锡是一种重要的电镀原料，又称氯化亚锡。分子式为SnClz,其沸点为623℃,在

水溶液中以SnCk•2H2O的形式析出。锡的另一种氯化物SnCL的沸点为114℃。

某锡花中（主要成分为锡）含有杂质领、镶、铜、铅等金属。从锡花中制备二氯化锡晶体

工艺如下：

反应I反应11

（1）滤渣成分为（用化学式表示）。

（2）经过氯化后的锡主要以SnCL的形式存在混合液中。写出锡与SnCL反应的化学方程

式O

（3）反应I进行反应时，加热反应器使反应液温度升高至60°C,开始通入CL,随着反

应

的进行，反应所放出的热量使溶液的温度提高，此时需保持反应温度在80C〜90'C之间，

不宜过高。请解释①温度不宜过高的原因是；

开始通入氯气时，气体流量不宜过大，随反应的进行逐渐加大氯气的通入量，此操作的目

的是«

（4）母液中含有的离子有H'、0H\o

【答案】.（14分）（DSb、Cu、Sn、（Pb）（3分）

（2）Sn+SnCL=2SnCL（2分）

（3）因为温度过高，若超过SnCL的沸点114℃,会造成锡的损失（2分）

防止因反应开始时，反应液的温度较低，反应速率慢，氯气流量过大造成氯气来不及反

应而逸出。（3分）

（4）Ba2*、Cl'、Sn2+、（Pb2*）（4分）

9

4.硼氢化钠(NaBH。在化工等领域具有重要的应用价值，某研究小组采用偏硼酸钠(NaBOz)为

主要原料制备NaBH“其流程如下：

已知：NaBH,常温下能与水反应，可溶于异丙胺(沸点：33°C)。

(1)在第①步反应加料之前，需要将反应器加热至100'C以上并通入氨气，该操作的目

的是,原料中的金属钠通常保存在________中，实验室取用少量

金属钠需要用到的实验用品有、、玻璃片和小刀等。

(2)请配平第①步反应的化学方程式：

||NaBQ2+||SiO2+||Na+|^H2——||NaBH4+||Na2SiO3

(3)第②步分离采用的方法是；第③步分出NaBH,并回收溶剂，采用的方法是

(4)NaBH“(s)与水(1)反应生成NaBO2(s)和氢气(g),在25℃、101kPa下，已知每消耗

3.8gNaBH.(s)放热21.6kJ,该反应的热化学方程式是

【答案】：(1)除去反应器中的水蒸气和空气煤油(1分)镶子滤纸

(2)124212(3)过滤蒸储

-1

(4)NaBH<(s)+2H20(1)=NaB02(s)+4H2(g)A#=-216.0kJ•mol

5.铝是一种应用广泛的金属，工业上用ALO3和冰晶石(NasAlFe)混合熔融电解制得。铝土

矿的主要成分是AL03和SiOz等。从铝土矿中提炼ALO3的流程如下：

回答下列问题：

(1)写出反应1中两性氧化物溶解的化学方程式o

(2)滤液I中加入CaO生成的沉淀是，反应2的离子方程式

为»

(3)电解制铝的化学方程式是,以石墨为电极，阳极产生的混合

10

气体的成分是»

(4)若电解生成的A1为ag,取a/4g用适量的盐酸，3a/4g用适量的NaOH溶.液均恰

好溶解，将所得的两溶液混合出现白色沉淀的离子方程式

为o理论上得到沉淀的质量为go

［答案］(每空2分)

(1)2Na0H+A1203=2NaA10z+H2。

(2)CaSiO3AlOr+CO2+2H2O=Al(OH)31+HCO「

由解

⑶2Al2。3(熔融)^^^4A1+302t02、C02(C0)

3+

(4)Al+3A10T+6H20=4Al(0H)31,26a/9

6.(13分)某研究小组为了探究某无机盐X的组成和性质，设计并完成如下实验:

已知：G和X含有相同的阴离子，请回答下列问题：

(1)X的化学式为；E的电子式是；写出H的一种同素异形体

(填化学式)。

(2)反应②中被氧化的元素是(填元素符号)。

(3)写出反应⑤的离子方程式：。

(4)盐F可作为一种“绿色高效多功能”水处理剂，原因是。

(5)为研究温度对盐F水溶液稳定性的影响,请设计一个实验方案。

【答案】：(除标注外，每空2分，共13分)

■•••

(1)Fe2(S04)3"(1芬)：O：：C：：O:03(1分)

(2)S、N

3+--

(3)2Fe+3C10+100H=2Fe0r+3Cr+5H20

(4)高铁酸钾具有强氧化性，能杀菌消毒，还原产物是铁离子；铁离子水解生成氢氧化

铁胶体，吸附溶液中的杂质形成沉淀而析出

(5)取少量样品放入试管中加水溶解，分成两等份于两试管中，分别放在冷水和热水中，

观察生成红褐色沉淀的快慢

7.以硅藻土为载体的五氧化二帆(V205)是接触法生成硫酸的催化剂。从废钢催化剂中回收

V£s既避免污染环境又有利于资源综合利用。废钗催化剂的主要成分为：

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物质V205V2O4K2sO4Si02Fe2()3A12O3

质量分数/%2.2~2.92.8~3.122~2866~65「2<1

以下是一种废钢催化剂回收工艺路线:

HjSO,KClOjKOH淋流漉NH4cl

器广闻鸣回一_，I

中和

f一辰［■*［沉枳H阉fd

I

度渣1废法2流出演

回答下列问题：

2

(1)“酸浸”时修。5转化为V02\反应的离子方程式为,同时VzO,转成V0\

“废渣1”的主要成分是0

(2)“氧化”中欲使3moi的V0"变为V(V,则需要氧化剂KClOs至少为mole

(3)“中和”作用之一是使帆以V。广形式存在于溶液中。